JP3794223B2 - Inner cooling jacket for cylindrical workpieces - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波加熱される筒状ワークの内側に挿入されて、筒状ワークの内側から冷却液を噴射する筒状ワーク用内側冷却ジャケットに関する。
【0002】
【従来の技術】
筒状ワークWの周面W1に高周波焼入を施す高周波焼入装置には、図3に示すように、周面W1を内面から加熱する高周波加熱コイル(図示省略)と、周面W1を外側から冷却する外側冷却ジャケット(図示省略)と、周面W1を内側から冷却する内側冷却ジャケット500とが必要となる。
【0003】
高周波加熱コイルは、ラインコイルタイプが用いられる。また、前記外側冷却ジャケットは、二重筒状に形成されており、内側に筒状ワークWと前記高周波加熱コイルとが収まるようになっている。この外側冷却ジャケットの内側面には、冷却液Lを噴射する複数個の噴射孔が開設されている。そして、この外側冷却ジャケットは、高周波加熱コイルによる高周波加熱がスタートした時点から焼入終了まで、周面W1に外側から冷却液Lを噴射するようになっている。この外側冷却ジャケットには、下側から冷却液Lが供給されるようになっている。
【0004】
一方、前記内側冷却ジャケット500は、筒状ワークWの内側に挿入可能なように、筒状ワークWの内径より小さな外径を有する筒状の本体510を有している。この内側冷却ジャケット500の本体510の周面511にも冷却液Lを噴射する複数個の噴射孔512が開設されている。そして、この内側冷却ジャケット500は、高周波加熱コイルによる高周波加熱が終了した時点で、周面W1に内側から冷却液Lを噴射するようになっている。この内側冷却ジャケット500には、下側から冷却液Lが供給されるようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した内側冷却ジャケット500には、以下のような問題点がある。
すなわち、内側冷却ジャケット500の噴射孔512のうち、上側の噴射孔512からの冷却液Lの噴射が多く、下側の噴射孔512からの冷却液Lの噴射が少ないのである。これは、下側から供給された冷却液Lが内側冷却ジャケット500の頂面513に当たった後に各噴射孔512から噴射されるためで、どうしても下側から供給される新たな冷却液Lによって下側の噴射孔512からの噴射されるべき冷却液Lが邪魔されるためであると考えられる。
【0006】
このような冷却液Lの噴射のむらは、筒状ワークWの冷却のむらになり、周面W1における均一な焼入層の達成の阻害要因となる。
【0007】
本発明は上記事情に鑑みて創案されたもので、冷却液の噴射にむらがなく、均一な焼入層を形成することができる筒状ワーク用内側冷却ジャケットを提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る筒状ワーク用内側冷却ジャケットは、高周波加熱される筒状ワークの内側に挿入されて、筒状ワークの内周面に向けて冷却液を噴射する筒状ワーク用冷却ジャケットにおいて、前記筒状ワークの内側に挿入可能であり且つ複数個の噴射孔が周面に設けられた筒状体であってその底面の中央に供給管が設けられた本体と、この本体の内側の中心線上に所定間隔毎に配置される複数の整流部材とを具備しており、前記整流部材は、供給管を通じて本体内に供給された冷却液の流れを当該本体の周面へと変えるために冷却液の上流側から下流側にかけて拡径した部材であって、前記本体の頂面から垂下された支持部材に取り付けられている。前記整流部材は前記支持部材に取付位置を変更可能に取り付けられている。或いは前記支持部材が前記本体の頂面に対して取付位置が変更可能となっている。
【0009】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の実施の形態に係る筒状ワーク用内側冷却ジャケットの概略的断面図、図2は本発明の実施の形態に係る筒状ワーク用内側冷却ジャケットに用いられる整流部材の概略的斜視図である。
【0010】
本発明に係る筒状ワーク用内側冷却ジャケット100は、高周波加熱される筒状ワークWの内側に挿入されて、筒状ワークの内側から冷却液Lを噴射する筒状ワーク用冷却ジャケットであって、複数個の噴射孔112が周面111に開設されており、前記筒状ワークWの内側に挿入可能な本体110と、この本体110の内側に設けられる整流部材120とを備えており、前記整流部材120は、冷却液Lの上流側から下流側にかけて拡径している。
【0011】
前記本体110は、上下両面が閉塞された円筒形状に形成されており、周面111には複数個の噴射孔112が開設されている。上側を塞いでいる頂面113の中央には、後述する棒状の支持部材130が貫通する貫通孔113Aが開設されている。そして、この貫通孔113Aには、前記支持部材130を固定するための雌ねじ部(図示省略)が形成されている。
【0012】
一方、本体110の下側を塞いでいる底面114の中央には、冷却液Lを供給する供給手段と接続された供給管140が開口している。この供給管140から本体110の内側に冷却液Lが供給されるのである。なお、前記供給手段としては、ポンプや水頭差を利用したシステム等がある。
【0013】
前記整流部材120は、図2(A)に示すように、大径側が本体110の内径より小さく設定された円錐台状に形成されている。この整流部材120の中心部には、棒状の支持部材130が螺合する雌ねじ部122が形成されている。この整流部材120の傾斜面121は、後述するように、冷却液Lの流れを変えるのに最も大きな役割を果たす部分である。
【0014】
この整流部材120が取り付けられる支持部材130は、上述のように棒状に形成されており、全体に雄ねじ部(図示省略)が形成されている。前記整流部材120は、小径側を下向きにしてこの支持部材130に取り付けられる。すなわち、この整流部材120は、冷却液Lの供給方向(本体110の底面114側)である上流側から下流側(本体110の頂面113側)にかけて拡径するようになっているのである。
【0015】
支持部材130への整流部材120の取り付けは、支持部材130の雄ねじ部と整流部材120の雌ねじ部122との螺合によって行われるため、整流部材120の支持部材130への取付位置は変更可能となっている。
【0016】
次に、上述したように構成された筒状ワーク用内側冷却ジャケット100の作用について説明する。
なお、筒状ワークWの内側には、ラインコイルタイプの高周波加熱コイル(図示省略)と、外側冷却ジャケット(図示省略)とが設けられている。
【0017】
高周波加熱コイルに図外の電源から高周波電流を供給し、筒状ワークWの周面W1を加熱する。所定の加熱が完了すると、高周波電流の供給を停止するとともに、外側冷却ジャケットと筒状ワーク用内側冷却ジャケット100とに冷却液Lを供給する。筒状ワーク用内側冷却ジャケット100に供給された冷却液Lは、内部の整流部材120に当たることによって外側へと流れを変える。特に、整流部材120の傾斜面121に当たることによって冷却液Lの流れは外側へと変化する。
【0018】
外側へと向かった冷却液Lは、噴射孔112から噴射される。具体的に説明すると、最も下側の整流部材120によって外側へと流れる方向を変えた冷却液Lのうちの一部が下側に位置する噴射孔112から噴射され、噴射されなかった冷却液Lの一部が次の整流部材120によって外側へと方向を変えられる。このようにして、冷却液Lの流れが順次変えられることによって冷却液Lの均一な噴射が実現されるのである。
【0019】
ここで、各噴射孔112からの冷却液Lの噴射が均一化の要因としては、筒状ワーク用内側冷却ジャケット100への冷却液Lの流入量、本体110の容積、噴射孔112の個数の他に、整流部材120の個数及び位置も要因となる。従って、整流部材120は支持部材130への取付位置を変更可能としているため、個数及び位置を適宜変更することで、各噴射孔112からの冷却液Lの噴射を均一化することができる。
【0020】
また、支持部材130も同様に、前記頂面113への取付位置の変更を可能としている。すなわち、支持部材130の雄ねじ部と、頂面113に設けられた貫通孔113Aの雌ねじ部との螺合具合を変更することで、支持部材130の頂面113への取付位置を変更するのである。
【0021】
この整流部材120の支持部材130に対する取付位置の適宜な変更と、支持部材130の頂面113、すなわち本体110に対する取付位置の適宜な変更とを行うことによって、より高精度に各噴射孔112からの冷却液Lの噴射を均一化することができる。
【0022】
なお、上述した実施の形態における整流部材120は、円錐台状であると説明したが、図2(B)に示すように、小径部が支持部材130と同径になった下向きの傘状であってもよい。また、すべての整流部材120は同じサイズであるとして説明したが、冷却液Lの均一化のために必要であるならば、異なるサイズとしてもよいことは勿論である。
【0023】
【発明の効果】
本発明に係る筒状ワーク用内側冷却ジャケットは、高周波加熱される筒状ワークの内側に挿入されて、筒状ワークの内周面に向けて冷却液を噴射する筒状ワーク用冷却ジャケットにおいて、前記筒状ワークの内側に挿入可能であり且つ複数個の噴射孔が周面に設けられた筒状体であってその底面の中央に供給管が設けられた本体と、この本体の内側の中心線上に所定間隔毎に配置される複数の整流部材とを具備しており、前記整流部材は、供給管を通じて本体内に供給された冷却液の流れを当該本体の周面へと変えるために冷却液の上流側から下流側にかけて拡径した部材であって、前記本体の頂面から垂下された支持部材に取り付けられている。前記整流部材は前記支持部材に取付位置を変更可能に取り付けられている。或いは前記支持部材が前記本体の頂面に対して取付位置が変更可能となっている。
【0024】
この筒状ワーク用内側冷却ジャケットによると、各噴射孔から噴射される冷却液を均一化することができるので、筒状ワークに均一な焼入層を形成することができる。
【0025】
また、前記整流部材は、本体の頂面から垂下された支持部材に取り付けられているので、本体の内部において浮いた状態になるため、冷却液の流れを噴射の均一化以外に乱すことがない。また、従来のこの種の筒状ワーク用内側冷却ジャケットからの改造も簡単である。
【0026】
さらに、前記整流部材は、前記支持部材への取付位置の変更を可能としているので、冷却液の噴射の均一化のための調整が可能である。
【0027】
また、前記支持部材は、前記頂面への取付位置の変更を可能としているので、同様に冷却液の噴射の均一化のための調整が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る筒状ワーク用内側冷却ジャケットの概略的断面図である。
【図2】本発明の実施の形態に係る筒状ワーク用内側冷却ジャケットに用いられる整流部材の概略的斜視図である。
【図3】従来のこの種の筒状ワーク用内側冷却ジャケットの概略的断面図である。
【符号の説明】
100 筒状ワーク用内側冷却ジャケット
110 本体
120 整流部材
130 支持部材
W 筒状ワーク[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an inner cooling jacket for a cylindrical workpiece that is inserted inside a cylindrical workpiece that is heated at a high frequency and injects a cooling liquid from the inner side of the cylindrical workpiece.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 3, the induction hardening apparatus that performs induction hardening on the peripheral surface W1 of the cylindrical workpiece W includes a high frequency heating coil (not shown) for heating the peripheral surface W1 from the inner surface, and the peripheral surface W1 on the outer side. An outer cooling jacket (not shown) for cooling from the inside and an
[0003]
A line coil type is used for the high-frequency heating coil. The outer cooling jacket is formed in a double cylinder shape, and the cylindrical workpiece W and the high-frequency heating coil are accommodated inside. A plurality of injection holes for injecting the coolant L are formed on the inner side surface of the outer cooling jacket. The outer cooling jacket sprays the coolant L from the outside to the peripheral surface W1 from the time when the high frequency heating by the high frequency heating coil starts until the end of quenching. A cooling liquid L is supplied to the outer cooling jacket from below.
[0004]
On the other hand, the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described
In other words, among the
[0006]
Such uneven spraying of the cooling liquid L causes uneven cooling of the cylindrical workpiece W, which is an impediment to achieving a uniform hardened layer on the peripheral surface W1.
[0007]
The present invention has been devised in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an inner cooling jacket for a cylindrical work that can form a uniform hardened layer without unevenness in the injection of the coolant.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
An inner cooling jacket for a cylindrical workpiece according to the present invention is inserted into the inner side of a cylindrical workpiece that is heated at a high frequency, and in the cooling jacket for a cylindrical workpiece that injects a coolant toward the inner peripheral surface of the cylindrical workpiece. A cylindrical body that can be inserted inside the cylindrical workpiece and has a plurality of injection holes provided on the peripheral surface, and a supply pipe provided at the center of the bottom surface; and an inner center of the main body A plurality of rectifying members arranged at predetermined intervals on the line, and the rectifying members are cooled to change the flow of the coolant supplied into the main body through the supply pipe to the peripheral surface of the main body. A member having a diameter increased from the upstream side to the downstream side of the liquid, and is attached to a support member suspended from the top surface of the main body. The rectifying member is attached to the support member such that the attachment position can be changed. Alternatively, the mounting position of the support member can be changed with respect to the top surface of the main body.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 is a schematic cross-sectional view of an inner cooling jacket for a cylindrical workpiece according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram of a rectifying member used in the inner cooling jacket for a cylindrical workpiece according to an embodiment of the present invention. It is a perspective view.
[0010]
An
[0011]
The main body 110 is formed in a cylindrical shape whose upper and lower surfaces are closed, and a plurality of injection holes 112 are formed in the peripheral surface 111. A through
[0012]
On the other hand, a
[0013]
As shown in FIG. 2A, the
[0014]
The
[0015]
Since the rectifying
[0016]
Next, the operation of the cylindrical workpiece
A line coil type high-frequency heating coil (not shown) and an outer cooling jacket (not shown) are provided inside the cylindrical workpiece W.
[0017]
A high frequency current is supplied to the high frequency heating coil from a power source (not shown) to heat the peripheral surface W1 of the cylindrical workpiece W. When the predetermined heating is completed, the supply of the high-frequency current is stopped and the coolant L is supplied to the outer cooling jacket and the cylindrical workpiece
[0018]
The cooling liquid L directed outward is ejected from the ejection hole 112. More specifically, a part of the cooling liquid L whose direction of flowing to the outside is changed by the
[0019]
Here, as the factors that make the injection of the cooling liquid L from each injection hole 112 uniform, the amount of the cooling liquid L flowing into the cylindrical work
[0020]
Similarly, the
[0021]
By appropriately changing the mounting position of the
[0022]
Although the rectifying
[0023]
【The invention's effect】
An inner cooling jacket for a cylindrical workpiece according to the present invention is inserted into the inner side of a cylindrical workpiece that is heated at a high frequency, and in the cooling jacket for a cylindrical workpiece that injects a coolant toward the inner peripheral surface of the cylindrical workpiece. A cylindrical body that can be inserted inside the cylindrical workpiece and has a plurality of injection holes provided on the peripheral surface, and a supply pipe provided at the center of the bottom surface; and an inner center of the main body A plurality of rectifying members arranged at predetermined intervals on the line, and the rectifying members are cooled to change the flow of the coolant supplied into the main body through the supply pipe to the peripheral surface of the main body. A member having a diameter increased from the upstream side to the downstream side of the liquid, and is attached to a support member suspended from the top surface of the main body. The rectifying member is attached to the support member such that the attachment position can be changed. Alternatively, the mounting position of the support member can be changed with respect to the top surface of the main body.
[0024]
According to this cylindrical work inner cooling jacket, the coolant injected from each injection hole can be made uniform, so that a uniform hardened layer can be formed on the tubular work.
[0025]
Moreover, since the said rectification | straightening member is attached to the support member suspended from the top surface of the main body, since it will be in the floating state inside the main body, the flow of the cooling liquid will not be disturbed except for uniform injection. . Moreover, the modification from the conventional inner cooling jacket for a cylindrical workpiece of this kind is also easy.
[0026]
Furthermore, since the rectifying member can be changed in the mounting position on the support member, adjustment for uniform injection of the coolant is possible.
[0027]
Further, since the support member can change the mounting position on the top surface, adjustment for uniform coolant injection is also possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an inner cooling jacket for a cylindrical workpiece according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic perspective view of a rectifying member used in an inner cooling jacket for a cylindrical workpiece according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic sectional view of a conventional inner cooling jacket for a cylindrical workpiece of this type.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
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